RU102978U1 - LED LAMP - Google Patents

Abstract

Светодиодный светильник, содержащий корпус с установленной внутри панелью отражателя, рамку, закрепленную на корпусе, с рассеивателем из оптически прозрачного материала, на поверхность которого нанесены люминофорный и защитный слои. An LED lamp comprising a housing with a reflector panel installed inside, a frame mounted on the housing, with a diffuser made of optically transparent material, on the surface of which phosphor and protective layers are applied.

Description

Полезная модель относится к светотехнике и может быть использована при проектировании новых энергоэффективных светильников со светодиодными (полупроводниковыми) источниками света, в том числе, встраиваемых устройств. Полезная модель направлена на увеличение коэффициента полезного действия светодиодного светильника.The utility model relates to lighting engineering and can be used in the design of new energy-efficient luminaires with LED (semiconductor) light sources, including built-in devices. The utility model is aimed at increasing the efficiency of the LED lamp.

Известен светодиодный светильник, содержащий корпус с установленной внутри панелью отражателя, рамку, закрепленную на корпусе, с рассеивателем из оптически прозрачного материала (Полупроводниковая светотехника. Каталог производственного альянса «Контракт-Электроника»/ ПА «Контракт-Электроника», 2010, с.24).A known LED lamp comprising a housing with a reflector panel installed inside, a frame mounted on the housing with a diffuser made of optically transparent material (Semiconductor lighting technology. Catalog of the Contract-Electronics / PA "Contract-Electronics" alliance, 2010, p.24) .

Недостатком светодиодного светильника является низкий коэффициент полезного действия, что обусловлено конструкцией, использованием светодиодов с нанесенным непосредственно на кристалл люминофорным слоем, работой кристалла и люминофорного слоя в режимах с повышенной температурой, приводящих к уменьшению светового выхода устройства.A disadvantage of an LED luminaire is its low efficiency, which is due to the design, the use of LEDs with a phosphor layer deposited directly on the crystal, the operation of the crystal and phosphor layer in high-temperature modes, leading to a decrease in the light output of the device.

Известен светодиодный светильник, содержащий корпус с установленной внутри панелью отражателя, рамку, закрепленную на корпусе, с рассеивателем из оптически прозрачного материала (LED Down Light/ MEEK, 2010, с.32).A known LED lamp comprising a housing with a reflector panel mounted inside, a frame mounted on the housing with a diffuser of optically transparent material (LED Down Light / MEEK, 2010, p. 32).

Недостатком светодиодного светильника является низкий коэффициент полезного действия, что обусловлено конструкцией, использованием светодиодов с нанесенным непосредственно на кристалл люминофорным слоем, работой кристалла и люминофорного слоя в режимах с повышенной температурой, приводящих к уменьшению светового выхода устройства.The disadvantage of an LED lamp is its low efficiency, which is due to the design, the use of LEDs with a phosphor layer deposited directly on the crystal, the operation of the crystal and the phosphor layer in high-temperature modes, leading to a decrease in the light output of the device.

Известен светодиодный светильник, содержащий корпус с установленной внутри панелью отражателя, рамку, закрепленную на корпусе, с рассеивателем из оптически прозрачного материала (Освещение вагонов поездов. Каталог Лихославльского завода светотехнических изделий «Светотехника»/ Galad, 2010, с.12).Known LED lamp containing a housing with a reflector panel installed inside, a frame mounted on the housing with a diffuser made of optically transparent material (Lighting of train cars. Catalog of the Likhoslavl Lighting Products Plant "Lighting" / Galad, 2010, p.12).

Указанный светодиодный светильник является наиболее близким по технической сущности к полезной модели и выбран в качестве прототипа.The specified LED lamp is the closest in technical essence to a utility model and is selected as a prototype.

Недостатком светодиодного светильника является низкий коэффициент полезного действия, что обусловлено конструкцией, использованием светодиодов с нанесенным непосредственно на кристалл люминофорным слоем, работой кристалла и люминофорного слоя в режимах с повышенной температурой, приводящих к уменьшению светового выхода устройства.The disadvantage of an LED lamp is its low efficiency, which is due to the design, the use of LEDs with a phosphor layer deposited directly on the crystal, the operation of the crystal and the phosphor layer in high-temperature modes, leading to a decrease in the light output of the device.

Полезная модель направлена на решение задачи повышения коэффициента полезного действия светодиодного светильника, что является целью полезной модели.The utility model is aimed at solving the problem of increasing the efficiency of an LED lamp, which is the purpose of the utility model.

Указанная цель достигается тем, что в светодиодном светильнике, содержащем корпус с установленной внутри панелью отражателя, рамку, закрепленную на корпусе, с рассеивателем из оптически прозрачного материала, на поверхность рассеивателя нанесены люминофорный и защитный слои.This goal is achieved by the fact that in the LED lamp containing the housing with a reflector panel installed inside, a frame mounted on the housing with a diffuser made of optically transparent material, phosphor and protective layers are applied to the surface of the diffuser.

Существенным отличием, характеризующим полезную модель, является повышение коэффициента полезного действия светодиодного светильника, что обусловлено новым принципом устройства и новыми элементами в конструкции, работой кристаллов светодиодов и люминофорного слоя в режимах с более низкой предельной температурой, обеспечивающих более высокий световой выход комплекта: светодиодный источник излучения - корпус светильника.A significant difference that characterizes the utility model is an increase in the efficiency of the LED lamp, which is due to the new device principle and new design elements, the operation of LED crystals and the phosphor layer in lower temperature modes, providing a higher light output of the kit: LED radiation source - lamp housing.

Повышение коэффициента полезного действия светодиодного светильника является полученным техническим результатом, обусловленным новым принципом устройства, особенностями новой конструкции и новыми элементами устройства, то есть, отличительными признаками полезной модели.The increase in the efficiency of the LED lamp is the technical result due to the new device principle, features of the new design and new device elements, that is, the hallmarks of the utility model.

Таким образом, отличительные признаки заявляемого светодиодного светильника являются существенными.Thus, the distinguishing features of the inventive LED lamp are significant.

На рисунке приведена типовая конструкция светодиодного светильника нового типа.The figure shows a typical design of a new type of LED luminaire.

Светодиодный светильник содержит корпус 1 с установленной внутри панелью отражателя 2, рамку 3, закрепленную на корпусе, с рассеивателем 4 из оптически прозрачного материала, на поверхность рассеивателя нанесены люминофорный 5 и защитный 6 слои.The LED lamp contains a housing 1 with a reflector panel 2 installed inside, a frame 3 mounted on the housing, with a diffuser 4 of optically transparent material, phosphor 5 and a protective 6 layers are applied to the surface of the diffuser.

Светодиодный светильник в установившемся режиме работает следующим образом. Корпус 1 светильника является несущей конструкцией, на которой устанавливаются все остальные элементы устройства. При работе устройства часть энергии рассеивается, что приводит к разогреву элементов. Отвод тепла осуществляется, в первую очередь, корпусом 3. Светодиодный источник излучают свет определенных длин волн, который преобразуется люминофорным слоем 5, нанесенным на поверхность рассеивателя 4, восстанавливающим недостающие части спектра с целью получения качественного «белого» света. Светодиодный источник излучения имеет, например, голубой цвет свечения. Люминофорный слой 5, наносимый на оптически прозрачную часть устройства (рассеиватель 4), при воздействии исходного (первичного) излучения светодиодного источника излучает энергию в недостающих областях спектра (желто-зеленый или зеленый и красный части спектра видимого света). При смешивании излучений светодиодного источника света и люминофора люминофорного слоя 5 образуется белый (или близкий к нему) свет. Светодиодный источник излучения (светодиод) представляет собой полупроводниковый прибор с p-n-переходом, работающий при прямом включении и преобразующий энергию электрического тока непосредственно в световое излучение. Защитный слой 6 предохраняет люминофорный слой 5 от неблагоприятных воздействий (влага, излучение) внешней среды. Одновременно защитный слой 6 служит для частичного рассеивания светового излучения, что повышает равномерность распределения яркости по длине лампы и устраняет слепящий эффект. Отражатель 2 предназначен для перенаправления светового потока светильника с целью получения заданной кривой распределения силы света и увеличения светоотдачи. Рамка 3 служит для механического соединения частей устройства и закрепления рассеивателя 4 на корпусе 1.LED lamp in steady state operates as follows. The housing 1 of the lamp is a supporting structure on which all other elements of the device are installed. During operation of the device, part of the energy is dissipated, which leads to heating of the elements. Heat is removed, first of all, by the housing 3. The LED source emits light of certain wavelengths, which is converted by a phosphor layer 5 deposited on the surface of the diffuser 4, restoring the missing parts of the spectrum in order to obtain high-quality "white" light. The LED radiation source has, for example, a blue glow. The phosphor layer 5 deposited on the optically transparent part of the device (diffuser 4), when exposed to the initial (primary) radiation of the LED source, emits energy in the missing spectral regions (yellow-green or green and red parts of the spectrum of visible light). When mixing the radiation of the LED light source and the phosphor of the phosphor layer 5, white (or close to it) light is formed. The LED radiation source (LED) is a semiconductor device with a p-n junction, operating with direct connection and converting the energy of the electric current directly into light radiation. The protective layer 6 protects the phosphor layer 5 from the adverse effects (moisture, radiation) of the external environment. At the same time, the protective layer 6 serves to partially scatter light radiation, which increases the uniformity of the distribution of brightness along the length of the lamp and eliminates the glare effect. Reflector 2 is designed to redirect the luminous flux of the lamp in order to obtain a given curve of the distribution of light intensity and increase light output. Frame 3 is used to mechanically connect the parts of the device and fix the diffuser 4 on the housing 1.

Защитный слой 6 светодиодного светильника может быть выполнен, в том числе, путем простого ламинирования с использованием пленки, например, типа Aclar. Корпус 1 изготавливается из металла или пластика. Рассеиватель 4 выполняется из стекла или оптически прозрачного пластика.The protective layer 6 of the LED lamp can be made, inter alia, by simple lamination using a film, for example, type Aclar. Case 1 is made of metal or plastic. The diffuser 4 is made of glass or optically transparent plastic.

По сравнению с прототипом существенно увеличивается коэффициент полезного действия заявляемого светодиодного светильника. Это обеспечивается за счет работы кристаллов светодиодов и люминофора в режимах с более низкими предельными температурами. За счет вынесения люминофорного слоя за пределы конструкции светодиодного источника излучения (светодиода) уменьшается нагрев как самого кристалла за счет исключения теплопередачи от люминофорного слоя и эффективного рассеивания отраженной люминофором энергии излучения, так и самого люминофорного слоя за счет улучшения условий отвода тепла от люминофорного слоя и отсутствия разогрева за счет теплопередачи от кристалла. Люминофорный слой в заявляемом устройстве работает при низкой температуре и надежно изолирован от неблагоприятных воздействий внешней среды защитным слоем. Световой выход устройства, выполненного на основе заявляемого принципа, и, следовательно, его коэффициент полезного действия являются максимально возможными.Compared with the prototype, the efficiency of the inventive LED lamp is significantly increased. This is ensured by the operation of LED crystals and phosphors in modes with lower temperature limits. Due to the removal of the phosphor layer beyond the design of the LED radiation source (LED), the heating of both the crystal itself is reduced due to the elimination of heat transfer from the phosphor layer and the efficient dissipation of the radiation energy reflected by the phosphor, and the phosphor layer itself due to improved conditions for heat removal from the phosphor layer and the absence heating due to heat transfer from the crystal. The phosphor layer in the inventive device operates at a low temperature and is reliably isolated from the adverse effects of the environment by a protective layer. The light output of the device, made on the basis of the claimed principle, and, therefore, its efficiency are the maximum possible.

За счет снижения рабочих температур кристалла светодиодного источника излучения и люминофорного слоя рассеивателя повышается не только светоотдача светильника, но и снижается спад светового потока при длительной эксплуатации устройства, что является дополнительным преимуществом нового светодиодного светильника по сравнению с прототипом. Устройство, таким образом, сохраняет более высокий коэффициент полезного действия и в процессе длительной эксплуатации.By reducing the operating temperature of the crystal of the LED radiation source and the phosphor layer of the diffuser, not only the luminous efficiency of the lamp increases, but also the decrease in light flux during long-term operation of the device, which is an additional advantage of the new LED lamp in comparison with the prototype. The device, thus, maintains a higher coefficient of performance during continuous operation.

Дополнительно, по сравнению с прототипом, за счет выравнивания яркости по площади рассеивателя и исключения слепящего эффекта существенно расширяется область применения светодиодного светильника.Additionally, compared with the prototype, due to the alignment of brightness over the area of the diffuser and the elimination of the glare effect, the scope of application of the LED lamp is significantly expanded.

При этом, по сравнению с прототипом, срок службы светодиодного светильника (согласно экспертным оценкам) может быть увеличен в 1,4÷1,5 раза за счет ограничения деградации кристаллов светодиодов и люминофорного слоя рассеивателя в процессе эксплуатации.In this case, compared with the prototype, the life of the LED lamp (according to expert estimates) can be increased by 1.4 ÷ 1.5 times due to the limitation of the degradation of LED crystals and the phosphor layer of the diffuser during operation.

Claims (1)

Светодиодный светильник, содержащий корпус с установленной внутри панелью отражателя, рамку, закрепленную на корпусе, с рассеивателем из оптически прозрачного материала, на поверхность которого нанесены люминофорный и защитный слои.

An LED lamp comprising a housing with a reflector panel installed inside, a frame mounted on the housing, with a diffuser made of optically transparent material, on the surface of which phosphor and protective layers are applied.